Zircon ni madini ya kawaida ya zirconium. Inapatikana katika aina zote za miamba, lakini hasa katika granites na syenites. Katika Kata ya Ginderson (North Carolina), fuwele za zircon zenye urefu wa sentimita kadhaa zilipatikana kwenye pegmatites, na fuwele zenye uzito wa kilo ziligunduliwa huko Madagaska. Baddeleyite iligunduliwa na Hussac mnamo 1892 huko Brazil. Hifadhi kuu iko katika eneo la Pocos de Caldas (Brazil). Amana kubwa zaidi za zirconium ziko USA, Australia, Brazil na India.
Huko Urusi, ambayo inachukua 10% ya akiba ya zirconium ya ulimwengu (nafasi ya 3 ulimwenguni baada ya Australia na Afrika Kusini), amana kuu ni: Kovdorskoe msingi baddelite-apatite-magnetite katika mkoa wa Murmansk, Tuganskoe placer zircon-rutile-ilmenite. katika mkoa wa Tomsk, Kati ya zircon-rutile-ilmenite ya Kati katika mkoa wa Tambov, Lukoyanovskoye alluvial zircon-rutile-ilmenite katika mkoa wa Nizhny Novgorod, Katuginskoye msingi zircon-pyrochlore-cryolite katika mkoa wa Chita na Ulug-Tanzek-zircon-chlore-zircon-msingi. columite.
Akiba katika amana za zirconium mnamo 2012, tani elfu *
| Australia | 21,000.0 |
| Africa Kusini | 14,000.0 |
| India | 3,400.0 |
| Msumbiji | 1,200.0 |
| China | 500.0 |
| Nchi nyingine | 7,900.0 |
| Jumla ya hisa | 48,000.0 |
* Data ya Utafiti wa Jiolojia ya Marekani
Katika sekta, malighafi ya kuanzia kwa ajili ya uzalishaji wa zirconium ni zirconium huzingatia na maudhui ya molekuli ya dioksidi ya zirconium ya angalau 60-65%, iliyopatikana kwa kuimarisha ores ya zirconium. Njia kuu za kupata chuma cha zirconium kutoka kwa makini ni kloridi, fluoride na taratibu za alkali. Mzalishaji mkubwa zaidi wa zircon duniani ni Iluka.
Uzalishaji wa Zircon umejilimbikizia Australia (40% ya uzalishaji mnamo 2010) na Africa Kusini(thelathini%). Zircon iliyobaki hutolewa katika nchi zingine zaidi ya kumi na mbili. Uzalishaji wa Zircon uliongezeka kila mwaka kwa wastani wa 2.8% kati ya 2002 na 2010. Wazalishaji wakuu kama vile Iluka Resources, Richards Bay Minerals, Exxaro Resources Ltd na DuPont huchota zircon kama zao la ziada wakati wa uchimbaji wa titani. Mahitaji ya madini ya titani hayajaongezeka kwa kiwango sawa na zircon katika muongo mmoja uliopita, kwa hivyo wazalishaji wameanza kukuza na kutumia mchanga wa madini wenye maudhui ya juu zaidi ya zikoni, kama vile Afrika na Australia Kusini.
* Data ya Utafiti wa Jiolojia ya Marekani
Zirconium imekuwa ikitumika katika tasnia tangu miaka ya 30 ya karne ya 20. Kwa sababu ya gharama kubwa matumizi yake ni mdogo. Zirconium ya chuma na aloi zake hutumiwa katika nishati ya nyuklia. Zirconium ina sehemu ndogo sana ya kukamata neutroni ya mafuta na sehemu ya juu ya kuyeyuka. Kwa hiyo, zirconium ya metali, ambayo haina hafnium, na aloi zake hutumiwa katika nishati ya nyuklia kwa ajili ya utengenezaji wa vipengele vya mafuta, makusanyiko ya mafuta na miundo mingine ya athari za nyuklia.
Sehemu nyingine ya matumizi ya zirconium ni aloi. Katika metallurgy hutumiwa kama aloi. Kiondoa oksidi nzuri na kiondoa nitrojeni, bora kwa ufanisi kuliko Mn, Si, Ti. Vyuma vya alloying na zirconium (hadi 0.8%) huongeza mali zao za mitambo na machinability. Pia hufanya aloi za shaba kuwa za kudumu zaidi na sugu ya joto na upotezaji mdogo wa conductivity ya umeme.
Zirconium pia hutumiwa katika pyrotechnics. Zirconium ina uwezo wa ajabu wa kuwaka katika oksijeni ya hewa (joto la kujiwasha - 250 ° C) bila moshi karibu na kwa kasi kubwa. Katika kesi hii, joto la juu zaidi la vifaa vya kuwaka vya chuma huendelea (4650 ° C). Kwa sababu ya joto la juu, dioksidi ya zirconium inayotokana hutoa mwanga mwingi, ambao hutumiwa sana katika pyrotechnics (uzalishaji wa fataki na fataki), utengenezaji wa vyanzo vya mwanga vya kemikali vinavyotumika maeneo mbalimbali shughuli za kibinadamu (mienge, miali, mabomu ya moto, FOTAB - mabomu ya hewa ya picha; hutumika sana katika upigaji picha kama sehemu ya taa zinazoweza kutolewa hadi ikabadilishwa na taa za elektroniki). Kwa matumizi katika eneo hili, si tu chuma cha zirconium kinachovutia, lakini pia aloi zake na cerium, ambayo hutoa flux ya juu zaidi ya luminous. Zirconium ya unga hutumiwa katika mchanganyiko na vioksidishaji (chumvi ya Berthollet) kama wakala usio na moshi katika taa na fusi za ishara ya pyrotechnic, kuchukua nafasi ya fulminate ya zebaki na azide ya risasi. Majaribio yaliyofaulu yalifanywa juu ya utumiaji wa mwako wa zirconium kama chanzo nyepesi cha kusukuma leza.
Matumizi mengine ya zirconium ni katika superconductors. Superconducting alloy ya 75% Nb na 25% Zr (superconductivity saa 4.2 K) inahimili mizigo hadi 100,000 A/cm2. Katika mfumo wa nyenzo za kimuundo, zirconium hutumiwa katika utengenezaji wa vitendanishi vya kemikali visivyo na asidi, fittings, na pampu. Zirconium hutumiwa kama mbadala wa madini ya thamani. Katika nishati ya nyuklia, zirconium ni nyenzo kuu ya kufunika mafuta.
Zirconium ina upinzani mkubwa kwa mazingira ya kibaolojia, hata juu kuliko titani, na utangamano bora wa kibaolojia, kwa sababu ambayo hutumiwa kuunda viungo vya mifupa, vya pamoja na vya meno, pamoja na vyombo vya upasuaji. Katika meno, keramik kulingana na dioksidi ya zirconium ni nyenzo kwa ajili ya utengenezaji wa prosthetics ya meno. Aidha, kutokana na bioinertness yake, nyenzo hii hutumika kama mbadala kwa titani katika utengenezaji wa implantat meno.
Zirconium hutumiwa kutengeneza vifaa vya meza ambavyo vina sifa bora za usafi kwa sababu ya upinzani wake wa juu wa kemikali.
Dioksidi ya zirconium (mp 2700 ° C) hutumiwa kwa ajili ya uzalishaji wa vifaa vya kukataa (kauri za bakor - baddeleyite-corundum). Inatumika kama mbadala ya fireclay, kwani huongeza muda wa mzunguko katika tanuu za kuyeyusha glasi na alumini kwa mara 3-4. Refractories kulingana na dioksidi iliyoimarishwa hutumiwa katika tasnia ya metallurgiska kwa mabwawa, glasi kwa utupaji unaoendelea wa chuma, miiko ya kuyeyusha vitu adimu vya ardhini. Pia hutumika katika cermets - mipako ya kauri-chuma ambayo ina ugumu wa juu na upinzani dhidi ya kemikali nyingi na inaweza kuhimili joto la muda mfupi hadi 2750 ° C. Dioksidi ni kukandamiza enamels, kuwapa rangi nyeupe na opaque. Kulingana na muundo wa ujazo wa dioksidi ya zirconium iliyotulia na scandium, yttrium, ardhi adimu, nyenzo zinapatikana - zirconia za ujazo (kutoka Taasisi ya Kimwili ya Lebedev ambapo ilipatikana mara ya kwanza), zirconia za ujazo hutumiwa kama nyenzo ya macho na faharisi ya juu ya kuakisi (lensi za gorofa), katika dawa ( chombo cha upasuaji), kama vito vya syntetisk (utawanyiko, faharisi ya refractive na uchezaji wa rangi ni kubwa kuliko ile ya almasi), katika utengenezaji wa nyuzi za syntetisk na utengenezaji wa aina fulani za waya (mchoro). Inapokanzwa, dioksidi ya zirconium hufanya sasa, ambayo wakati mwingine hutumiwa kupata vipengele vya kupokanzwa ambavyo ni imara katika hewa kwa joto la juu sana. joto la juu. Zirconium yenye joto ina uwezo wa kufanya ioni za oksijeni kama elektroliti thabiti. Mali hii hutumiwa katika wachambuzi wa oksijeni wa viwandani.
Zirconium hidridi hutumiwa katika teknolojia ya nyuklia kama msimamizi mzuri sana wa nyutroni. Zirconium hydride pia hutumiwa kupaka zirconium kwa namna ya filamu nyembamba kwa kutumia mtengano wake wa joto kwenye nyuso mbalimbali.
Nyenzo ya nitridi ya zirconium kwa ajili ya mipako ya kauri, kiwango myeyuko wa takriban 2990°C, hulainisha hidroli katika aqua regia. Kupatikana maombi kama mipako katika meno na kujitia.
Zircon, i.e. ZrSiO4 ndio chanzo kikuu cha madini ya zirconium na hafnium. Vipengele mbalimbali vya nadra na uranium, ambazo zimejilimbikizia ndani yake, pia hutolewa kutoka humo. Zircon makini hutumiwa katika uzalishaji wa refractories. Maudhui ya juu Kiasi cha uranium katika zircon huifanya kuwa madini rahisi kubainisha umri kwa kutumia miale ya madini ya uranium. Fuwele za zircon wazi hutumiwa katika kujitia (hyacinth, jargon). Wakati zircon ni calcined, mawe ya bluu mkali inayoitwa starlite hupatikana.
Karibu 55% ya zirconium zote hutumiwa kwa utengenezaji wa keramik - tiles za kauri kwa kuta, sakafu, na pia kwa ajili ya uzalishaji wa substrates kauri katika umeme. Karibu 18% ya zircon hutumiwa sekta ya kemikali, na ukuaji wa matumizi katika eneo hili ni sawa na miaka iliyopita wastani wa 11% kwa mwaka. Takriban 22% ya zircon hutumiwa kwa kuyeyusha chuma, lakini mwelekeo huu ni Hivi majuzi sio maarufu sana kwa sababu ya kupatikana kwa njia za bei nafuu za kupata zirconium. 5% iliyobaki ya zircon hutumiwa kutengeneza zilizopo za cathode, lakini matumizi katika eneo hili yanapungua.
Matumizi ya Zircon yaliongezeka sana mwaka 2010 hadi tani milioni 1.33, baada ya kuzorota kwa uchumi wa dunia mwaka 2009 na kusababisha matumizi kupungua kwa 18% kufikia 2008. Kuongezeka kwa matumizi ya keramik, ambayo ilichangia 54% ya matumizi ya zircon mwaka 2010, hasa nchini China, lakini pia katika nchi nyingine zinazoendelea. mifumo ya kiuchumi, kama vile Brazili, India na Iran, ilikuwa sababu kuu ya ongezeko la mahitaji ya zircon katika miaka ya 2000. Huku Marekani na Eurozone, matumizi yalipungua. Utumiaji wa zircon katika kemikali za zirconium, ikiwa ni pamoja na dioksidi ya zirconium, uliongezeka zaidi ya mara mbili kati ya 2000 na 2010, wakati matumizi ya zircon kwa kuyeyusha metali ya zirconium yalionyesha kasi ya ukuaji wa polepole.
Kulingana na Roskill, 90% ya matumizi ya chuma ya zirconium ulimwenguni hutumiwa katika utengenezaji wa vifaa vya nyuklia na karibu 10% katika utengenezaji wa sugu na kutu. shinikizo la juu bitana ya vyombo vinavyotumika katika viwanda vya uzalishaji asidi asetiki. Kulingana na wataalamu, katika siku zijazo, mahitaji ya kimataifa ya madini ya zirconium yanatarajiwa kuongezeka, kwani nchi kadhaa (China, India, Korea Kusini na USA) zinapanga kujenga mpya. mitambo ya nyuklia.
Oksidi ya zirconium, pia inajulikana kama dioksidi ya zirconium, hutumika katika matumizi ya viwandani ikijumuisha dawa, fibre optics, nguo zisizo na maji na vipodozi. Kuna matumizi makubwa ya vifaa vya zirconia - unga wa zircon na zirconia iliyounganishwa kutokana na ongezeko la haraka la uzalishaji wa tile ya kauri nchini China. Korea Kusini India na Uchina ni masoko muhimu ya ukuaji wa oksidi ya zirconium. Asia Pacific inawakilisha eneo kubwa na linalokua kwa kasi zaidi, kulingana na ripoti ya utafiti wa soko la zirconium. soko la kikanda katika dunia. Saint-Gobain, iliyoko Ufaransa, ni moja ya wazalishaji wakubwa wa dioksidi ya zirconium.
Soko kubwa zaidi la matumizi ya zirconium ni keramik, ambayo inajumuisha vigae, vifaa vya usafi na vifaa vya meza. Inayofuata masoko makubwa zaidi, ambayo hutumia vifaa vya zirconium, sekta za kinzani na za msingi. Zircon hutumiwa kama nyongeza aina kubwa bidhaa za kauri, na pia hutumiwa katika mipako ya kioo katika wachunguzi wa kompyuta na paneli za televisheni kwa sababu nyenzo ina mali ya kunyonya mionzi. Matofali yaliyoingizwa na zirconium hutumiwa kama mbadala kwa ufumbuzi wa msingi wa zirconia.
Uzalishaji na matumizi ya zircon (ZrSiO4) ulimwenguni, tani elfu *
| mwaka | 2008 | 2009 | 2010 | 2011 | 2012 |
| Jumla ya uzalishaji | 1300.0 | 1050.0 | 1250.0 | 1400.0 | 1200.0 |
| China | 400.0 | 380.0 | 600.0 | 650.0 | 500.0 |
| Nchi nyingine | 750.0 | 600.0 | 770.0 | 750.0 | 600.0 |
| Jumla ya matumizi | 1150.0 | 980.0 | 1370.0 | 1400.0 | 1100.0 |
| Mizani ya soko | 150.0 | 70.0 | -120.0 | -- | 100.0 |
| bei ya COMEX | 788.00 | 830.00 | 860.00 | 2650.00 | 2650.00 |
* Data ya muhtasari
Soko la zircon lilionyesha kushuka kwa kasi ambayo ilianza mwishoni mwa 2008 na kuendelea hadi 2009. Watengenezaji wamepunguza viwango vya uzalishaji ili kupunguza gharama na kuacha kuweka akiba. Matumizi yalianza kuimarika mwishoni mwa 2009, yakaongeza kasi ya ukuaji mnamo 2010, na kuendelea mnamo 2011. Ugavi, hasa kutoka Australia, ambapo zaidi ya 40% ya madini ya zirconium yanachimbwa, yamesimama kwa muda mrefu, na wazalishaji wengine walilazimika kuweka takriban tani milioni 0.5 za hifadhi zao kwenye soko wakati wa 2008-2010. Uhaba wa soko, pamoja na kushuka kwa viwango vya hesabu, ulisababisha ongezeko la bei ambalo lilianza mapema 2009. Kufikia Januari 2011, bei za zircon za Australia zilikuwa katika viwango vya rekodi baada ya kupanda kwa 50% tangu mapema 2009 na kuendelea kupanda zaidi katika 2011-2012.
Mnamo 2008, bei ya sifongo ya zirconium iliongezeka kwa sababu ya kupanda kwa bei ya mchanga wa zircon, ambayo ni malighafi ya uzalishaji wa chuma. Bei ya viwango vya viwanda vya zirconium iliongezeka kwa 7-8% - hadi $ 100 / kg, na kwa chuma kwa vinu vya nyuklia - kwa 10% - hadi $ 70-80. Mwishoni mwa 2008 na mwanzoni mwa 2009, kulikuwa na kupungua kidogo kwa bei, hata hivyo tayari katika nusu ya pili ya 2009, bei za zirconium zilianza tena ukuaji wake, na kwa njia ambayo wastani wa bei za zirconium mwaka 2009 ulikuwa juu kuliko mwaka 2008. Mnamo 2012, bei ya zirconium ilipanda hadi $ 110 / kg.
Licha ya matumizi ya chini mwaka 2009, bei ya zikoni haikushuka sana kwani wazalishaji wakuu walipunguza uzalishaji na kupunguza orodha. Mwaka 2010, uzalishaji haukuweza kuendana na mahitaji, hasa kwa sababu uagizaji wa zircon kutoka China uliongezeka kwa zaidi ya 50% mwaka 2010 hadi tani milioni 0.7. Mahitaji ya zircon yanatabiriwa kuongezeka kwa 5.4% kila mwaka hadi 2015, lakini uwezo wa uzalishaji unaweza tu kuongezeka kwa 2.3% kwa mwaka. Ugavi wa ziada kwa hivyo utaendelea kuwa mdogo na bei zinaweza kuendelea kupanda hadi miradi mipya itakapokuja mtandaoni.
Kulingana na ripoti ya utafiti iliyochapishwa na Wachambuzi wa Sekta ya Kimataifa (GIA), soko la kimataifa la zirconium linatarajiwa kufikia tani milioni 2.6 kufikia 2017. Ripoti hiyo inatoa makadirio ya mauzo na utabiri kutoka 2009 hadi 2017 katika masoko mbalimbali ya kijiografia ikiwa ni pamoja na Asia Pacific, Ulaya, Japan, Kanada na Marekani.
Ukuaji katika tasnia ya kimataifa ya nishati ya nyuklia utaongeza mahitaji ya zirconium, na pia kuongeza uwezo wake wa uzalishaji ulimwenguni. Sababu zingine za ukuaji ni kuongezeka kwa mahitaji katika eneo la Asia-Pacific na vile vile katika tasnia ya vigae vya kauri ulimwenguni.
Zirconium katika umbo lake la msingi ni chuma-nyeupe-fedha na sifa za tabia kama vile upinzani wa kutu na ductility. Kwa asili ni kawaida kabisa, lakini wakati huo huo kutawanyika sana. Amana zake kubwa bado hazijapatikana. Watu walijifunza kwanza juu ya uwezekano wa kuwepo kwa chuma hiki mwaka wa 1789. Kisha kemia M. Klaproth, wakati akisoma zircon ya madini, aligundua oksidi yake kwa ajali. Chuma hiki kilipatikana kwa fomu yake safi tu mnamo 1925. ulimwengu wa kisasa zirconium, ambayo uzalishaji wake umeenea, hutumiwa zaidi maeneo mbalimbali viwanda. Bila shaka, makampuni mengi ya ndani pia yanaizalisha.
maelezo ya Jumla
Sifa zisizo za kawaida ndizo hasa huamua thamani ya viwandani ya chuma adimu kama zirconium. Uzalishaji wake una manufaa kwa uchumi wa taifa kutokana na:
Kiwango cha juu cha upinzani wa kemikali. Asidi ya hidrokloriki haina athari kabisa kwenye chuma hiki, na humenyuka na asidi ya sulfuriki tu wakati mkusanyiko wake ni angalau 50% na kwa joto la juu ya digrii +100.
Uwezo wa kuchoma hewani bila moshi. Zirconium (iliyotawanywa vizuri) inaweza kuwaka moja kwa moja kwa joto la 250 C.
Inertia ya kibaolojia. Zirconium haina madhara kabisa kwa mwili wa binadamu au wanyama. Kwa bahati mbaya, kinyume na imani maarufu, haiwezi kuleta faida yoyote pia.
Sio tu chuma hiki yenyewe, lakini pia misombo yake inahitaji sana katika sekta. Zircon ya madini, kwa mfano, ina sifa ya ugumu wa juu sana na luster ya kupendeza ya almasi. Kwa hivyo, wakati mwingine hutumiwa kama mbadala ya bei nafuu ya almasi. Hata hivyo, hivi karibuni zircon imetumiwa kidogo na kidogo katika kujitia. Siku hizi, almasi ya kuiga mara nyingi hufanywa kutoka kwa zirconia za ujazo (dioksidi ya zirconium ya bandia).
Inatumika wapi?
Uzalishaji wa zirconium kwa sasa ni moja ya maeneo muhimu zaidi ya tasnia ya madini. Ingawa inatumika katika maeneo mengi ya uchumi wa kitaifa (kwa mfano, kwa utengenezaji wa zana za matibabu au vifaa vya pyrotechnic), mara nyingi hutumiwa katika vinu vya kupozwa kwa maji kwenye mitambo ya nyuklia.
Malighafi kwa ajili ya uzalishaji
Kwa sababu ya utawanyiko wake, sehemu kubwa ya zirconium kwenye ukoko wa dunia, kwa bahati mbaya, bado haijaanzishwa. Kulingana na wanasayansi, inaweza kuwa gramu 170-250 kwa tani. Kweli, kuna madini mengi ya zircon yenyewe kwa asili. Washa wakati huu Wanasayansi wanajua kuhusu 40 ya aina zao. Walakini, mara nyingi tu malighafi zifuatazo hutumiwa kwa utengenezaji wa zirconium:
badeleyite;
eudialyte;
Kama ilivyoelezwa tayari, hakuna amana kubwa za zircon kwenye sayari. Nchini Urusi kuna amana ndogo tu za madini kama hayo. Pia huchimbwa katika nchi kama vile USA, India, Brazil na Australia. Madini ya kawaida kutumika kuzalisha zirconium ni, bila shaka, zircon (ZrSiO4). Katika hali nyingi, inaambatana na asili na hafnium.
Uzalishaji wa zirconium nchini Urusi: sifa
Katika Shirikisho la Urusi, uzalishaji wa chuma hiki kwa sasa unafanywa na biashara moja - Kiwanda cha Mitambo cha Chepetsk, kilicho katika jiji la Glazov (Udmurtia). Warsha zake za kwanza zilijengwa mwanzoni mwa Vita vya Kidunia vya pili. Kufikia 1942, mmea ulifikia uwezo wake kamili wa muundo. Wakati huo, hasa cartridges zilitolewa hapa. Mnamo 1946, biashara hiyo ilifunzwa tena kuwa kiwanda cha utengenezaji wa chuma cha urani. Baadaye (mnamo 1957), zirconium ilianza kuzalishwa hapa, na kisha madini ya superconducting, kalsiamu na titani. Leo biashara hii ni sehemu ya Shirika la TVEL, mojawapo ya viongozi duniani katika uzalishaji.Uwekezaji katika uzalishaji wa zirconium katika ChMP na TVEL kila mwaka unafikia mabilioni ya rubles. Leo kampuni hii inatoa zirconium kwa soko la ndani na la ulimwengu:
Waya;
vipengele vya makusanyiko ya mafuta na TVEL.
Pia katika Kiwanda cha Mitambo cha Chepetsk hufanya zawadi kutoka kwa chuma hiki.
Usindikaji wa malighafi na uzalishaji wa ufumbuzi wa tindikali
Zirconium, uzalishaji ambao ni mchakato mgumu wa kiteknolojia, ni chuma cha gharama kubwa. Uzalishaji wake huanza na utakaso wa ore iliyotolewa kutoka kwa amana. Usindikaji wa malighafi kawaida hujumuisha shughuli zifuatazo:
utajiri kwa njia ya mvuto;
utakaso wa mkusanyiko unaosababishwa na kujitenga kwa umeme na magnetic;
mtengano wa mkusanyiko kwa klorini, fusion na soda caustic au fluorosilicate ya potasiamu, kuchomwa na chokaa;
leaching ya maji ili kuondoa misombo ya silicon;
mtengano wa mabaki na asidi ya sulfuriki au hidrokloriki ili kupata sulfate au oksikloridi.
Keki ya Fluorosilicate inatibiwa na maji yenye asidi na inapokanzwa. Baada ya baridi ya suluhisho linalosababisha, fluorozirconate ya potasiamu inatolewa.
Viunganishi
Hatua inayofuata katika uzalishaji wa zirconium ni maandalizi ya misombo yake kutoka kwa ufumbuzi wa tindikali. Teknolojia zifuatazo zinaweza kutumika kwa hili:
crystallization ya zirconium oxychloride kwa uvukizi wa ufumbuzi wa asidi hidrokloriki;
mvua ya hidrolitiki ya sulfates;
crystallization ya sulfate ya zirconium.
Kuondolewa kwa Hafnium
Zirconium, teknolojia ya uzalishaji nchini Urusi (kama, kwa kweli, kila mahali duniani) ni ngumu sana, lazima itenganishwe na uchafu huu. Ili kusafisha chuma kutoka kwa hafnium, zifuatazo zinaweza kutumika:
crystallization ya sehemu ya K2ZrF6;
uchimbaji wa kutengenezea;
kupunguzwa kwa kuchagua tetrakloridi (HfCl4 na ZrCl4).
Jinsi chuma yenyewe hupatikana
Kuna njia tofauti za kutengeneza zirconium. Metal inaweza kutumika katika tasnia:
kwa namna ya poda au sifongo;
kompakt inayoweza kutengenezwa;
shahada ya juu usafi.
Katika hatua ya kwanza, zirconium ya unga hutolewa kwenye biashara. Uzalishaji wake ni rahisi kiteknolojia. Inazalishwa na njia ya kupunguza metallothermic. Kwa kloridi, magnesiamu au sodiamu hutumiwa, na kwa oksidi, hidridi ya kalsiamu hutumiwa. Zirconium ya poda ya electrolytic hupatikana kutoka kwa kloridi za chuma za alkali. Nyenzo zinazozalishwa kwa njia hii kawaida hukandamizwa. Kisha hutumika kutengeneza zirconium inayoweza kusongeshwa katika tanuu za arc za umeme. Mwisho unakabiliwa na kuyeyuka kwa boriti ya elektroni katika hatua ya mwisho. Matokeo yake ni zirconium ya usafi wa juu. Inatumika hasa katika vinu vya nyuklia.
teknolojia ya uzalishaji na wigo wa matumizi
Hii ni moja ya misombo maarufu ya zirconium katika tasnia na uchumi wa kitaifa. Inatokea kwa asili kama baddeleyite ya madini. Ni poda nyeupe ya fuwele yenye tint ya kijivu au ya njano. Inaweza kuzalishwa, kwa mfano, kwa kutumia njia ya kusafisha iodidi. Katika kesi hii, shavings za chuma za zirconium hutumiwa kama malighafi. Dioksidi ya zirconium hutumiwa katika utengenezaji wa keramik (ikiwa ni pamoja na katika uwanja wa prosthetics), vifaa vya taa na refractories, katika ujenzi wa tanuru, nk.
Hifadhi ya Zircon katika Shirikisho la Urusi
Uzalishaji wa zirconium nchini Urusi inawezekana, bila shaka, tu kutokana na kuwepo kwa amana zake nchini. Akiba ya ores ya kundi hili katika Shirikisho la Urusi (kwa kulinganisha na zile za kimataifa) ni kubwa kabisa. Hivi sasa, kuna amana 11 kama hizo nchini Urusi. Amana kubwa zaidi ya alluvial ni ya Kati, iliyoko katika mkoa wa Tambov. Mashamba yenye matumaini zaidi kwa sasa ni pamoja na Beshpagirskoye (Stavropol Territory), Kirsanovskoye (Mkoa wa Tambov) na Ordynskoye (Novosibirsk). Inaaminika kuwa hifadhi za zircon zinazopatikana nchini Urusi zinatosha kukidhi mahitaji ya tasnia ya nchi hiyo. Eneo linalofaa zaidi kiteknolojia kwa sasa ni eneo la Mashariki ya Kati.
Takwimu za takwimu
Hivyo, utaratibu huu ni muhimu sana kwa hali yoyote, ikiwa ni pamoja na Urusi - uzalishaji wa zirconium. Teknolojia ya utengenezaji wake ni ngumu, lakini kutolewa kwake ni kwa hali yoyote zaidi ya haki. Kwa sasa, zirconium ndio chuma pekee adimu ambacho uzalishaji na matumizi yake yanafikia mamia ya maelfu ya tani. Urusi inashika nafasi ya nne ulimwenguni kwa suala la akiba yake. Kimuundo na ubora, msingi wa malighafi ya zirconium katika nchi yetu ni tofauti sana na za kigeni. Zaidi ya 50% ya hifadhi ya madini ya kundi hili katika Shirikisho la Urusi inahusishwa na granite za alkali, 35% na zircon-rutile-ilmenite placers na 14% na baddeleyite kamaphorites. Nje ya nchi, karibu hifadhi zote za madini hayo zimejilimbikizia katika ukanda wa pwani na baharini.
Badala ya hitimisho
Kwa hivyo, tuligundua jinsi zirconium inatolewa nchini Urusi. Katika soko la kimataifa leo, kwa bahati mbaya, kuna kabisa uhaba mkubwa chuma hiki. Kwa hiyo, Urusi haiwezi kutegemea uingizaji wake. Kwa hiyo, tunahitaji kulipa kipaumbele kikubwa kwa maendeleo ya amana zetu wenyewe. Wakati huo huo, ili kuimarisha msingi wa malighafi ya zirconium katika Shirikisho la Urusi, inafaa pia kukuza teknolojia bora zaidi za kutumia malighafi iliyotolewa.
Ukurasa wa 2
Mnamo 1945, kilo 0.07 tu ya zirconium ilitolewa nchini Merika, lakini kuanzia 1948, kuhusiana na kazi ya uundaji wa athari za nyuklia, uzalishaji wa zirconium uliongezeka sana na baada ya miaka michache kufikia makumi kadhaa ya tani.
Amana ya ore ya zirconium, ambayo imeenea zaidi katika maumbile kuliko, kwa mfano, berili, ni, kulingana na ripoti za vyombo vya habari vya nje, huko USA, India, Brazil, Australia, na katika nchi kadhaa za Kiafrika. Uzalishaji wa zirconium huko USA uliongezeka mara elfu 3 kutoka 1947 hadi 1958.
Kwa sababu ya mali yake ya juu ya kuzuia kutu, zirconium inaweza kutumika kutengeneza sehemu za vifaa vya kemikali, chombo cha matibabu na katika maeneo mengine ya teknolojia. Hata hivyo, hakuna uwezekano kwamba uzalishaji wa zirconium ungefikia kiwango cha sasa haraka kama hakuwa na mali nyingine maalum - sehemu ndogo ya kunyonya nyutroni za joto.
Teknolojia na vifaa vinavyotumiwa kutengeneza hafnium kwa kutumia mchakato wa Kroll kimsingi ni sawa na zile zinazotumiwa katika utengenezaji wa chuma cha zirconium. Marekebisho kwa kulinganisha na mchakato wa kiteknolojia wa uzalishaji wa zirconium imedhamiriwa na uingizwaji au mabadiliko ya vifaa vya mtu binafsi, shughuli za kiteknolojia na aina ya vifaa vya kuanzia. Hapa mtu anapaswa kukumbuka unyeti mkubwa zaidi wa tetrakloridi ya hafnium kwa unyevu wa anga, uthabiti mkubwa wa kloridi ya hafnyl na mali kubwa zaidi ya pyrophoric ya sifongo ya chuma iliyopatikana hivi karibuni.
Kwa kuwa hafnium hutolewa kama bidhaa ya ziada wakati wa utengenezaji wa zirconium ya reactor, uzalishaji wake huongezeka kulingana na matokeo ya mwisho, na kwa kilo 50 za zirconium; takriban kilo 1 ya hafnium hupatikana. Kutumia hesabu hii na maelezo ya vipande kuhusu uzalishaji wa zirconium kwa mtu binafsi. Kulingana na utabiri wa Ofisi ya Madini ya Merika, iliyochapishwa mnamo 1975, hitaji la nchi la hafnium mwanzoni mwa karne ya 20 - 21.
Uchambuzi wa Spectral wa zirconium kwa uchafu kwa kiasi kikubwa ni vigumu kutokana na ukweli kwamba dhidi ya historia ya wigo wa multiline ya zirconium ni vigumu kutambua mistari dhaifu katika wigo wa viwango vya chini vya uchafu. Njia hii pia inafanya uwezekano wa kuamua viwango vya chini vya fluorine katika zirconium ya metali, ambayo ni muhimu sana katika kudhibiti uzalishaji wa zirconium electrolytic.
Kwa kuwa hafnium hutolewa kama bidhaa ya ziada wakati wa kuzalisha zirconium ya reactor, uzalishaji wake huongezeka kulingana na matokeo ya mwisho, na takriban kilo 1 ya hafnium ikipatikana kwa kila kilo 50 ya zirconium. Katika muongo wa sasa (1970 - 1980), uwezo wa mtambo wa nyuklia duniani utaongezeka mara 5 - 8, na uzalishaji wa zirconium na hafnium utaongezeka ipasavyo. Baada ya yote, kila megawati ya nguvu ya mmea wa nyuklia inahitaji kutoka kilo 45 hadi 79 za zirconium kwa ajili ya utengenezaji wa mabomba na sehemu nyingine. Kwa kuongeza, 25 - 35% ya zilizopo za zirconium katika reactors za uendeshaji lazima zibadilishwe kila mwaka. Matokeo yake, tayari katikati ya miaka ya 70, takriban kiasi sawa cha zirconium kitatumiwa kwa madhumuni haya kama kwa reactors mpya.
Teknolojia ya usablimishaji wa fluoride ya kutakasa tetrafluoride ya zirconium kutoka kwa Al, Ca, Cu, Fe, Mg fluorides ilifahamika vizuri huko USSR katika miaka ya 80 huko Dnieper. mmea wa kemikali katika maendeleo na maendeleo ya teknolojia ya uchimbaji wa floridi kwa ajili ya uzalishaji wa zirconium safi ya nyuklia.
Ca, Cu, Fe, Mg, Th) iko katika mfumo wa muundo wa floridi uliopatikana kwa utakaso wa usablimishaji wa zirconium. Katika uzalishaji mkubwa wa plasma ya zirconium na silicon, molekuli iliyokusanywa ya taka hizi inaweza kuwa muhimu kwa muda; kwa usindikaji wao, teknolojia ya plasma na masafa inaweza kutumika kutoa vifaa hivi kwa njia ya oksidi au metali zilizotawanywa (tazama Sura ya 19).
Wakati usindikaji tani 1 ya zircon na kuchimba zirconium na silicon kutoka humo kwa namna ya fluorides, kilo 4-6 za A1 hubakia katika taka; 0 kilo 1 Ca; 0 kilo 4 Si; 1 3 kg Fe; 1 1 kg Mg; 0 3 - 0 4 kg Th; 0 3 - 0 4 kg U; 0 kilo 3 Ti; hizo. 8 6 kg ya metali, sehemu kuu ambayo (A1, Ca, Cu, Fe, Mg, Th) iko katika mfumo wa utungaji wa fluoride uliopatikana kwa utakaso wa usablimishaji wa zirconium. Katika uzalishaji mkubwa wa plasma ya zirconium na silicon, molekuli iliyokusanywa ya taka hizi inaweza kuwa muhimu kwa muda; kwa usindikaji wao, teknolojia ya plasma na masafa inaweza kutumika kutoa vifaa hivi kwa njia ya oksidi au metali zilizotawanywa (tazama Sura ya 19).
Mnamo 1945, kilo 0.07 tu ya zirconium ilitolewa nchini Merika, lakini kuanzia 1948, kuhusiana na kazi ya uundaji wa athari za nyuklia, uzalishaji wa zirconium uliongezeka sana na baada ya miaka michache kufikia makumi kadhaa ya tani. Kwa hiyo, teknolojia ya kuzalisha zirconium, ambayo ilikuwa nadra miaka michache iliyopita, sasa ni ya juu zaidi kuliko teknolojia ya kuzalisha metali nyingine nyingi zinazojulikana na kutumika kwa miongo kadhaa.
Kulingana na kanuni ya kupokanzwa, tanuu za arc za utupu zimeainishwa kama tanuu za arc hatua ya moja kwa moja. Tanuu za arc za utupu ni mojawapo ya aina mpya za vifaa vya electrothermal. Muonekano wao unasababishwa na kuongezeka kwa uzalishaji wa zirconium, titanium, molybdenum na vifaa vingine vya kinzani na kemikali.
Lakini hata katika kesi hii, haiwezi kutumika bila utakaso wa awali wa kemikali (tazama sehemu ya 15.5) kutoka kwa kipengele cha hafnium, ambacho kinaambatana na asili, na ina mali sawa na zirconium. kemikali mali. Hafnium, iliyopatikana katika utengenezaji wa zirconium ya kiwango cha reactor, ni nyenzo bora ya kutengeneza vijiti vya kudhibiti kinu.
Hafnium yuko katika kundi la IV meza ya mara kwa mara vipengele vya D.I. Mendeleev na imejumuishwa katika kikundi kidogo cha titani. Ni ya vipengele vya kufuatilia ambavyo hazina madini yao wenyewe; kwa asili huambatana na zirconium. Hivi sasa, hupatikana kama bidhaa ya ziada katika utengenezaji wa zirconium. Juu ya kemikali na mali za kimwili hafnium iko karibu na zirconium, lakini inatofautiana sana na ile ya mwisho katika mali ya nyuklia.
Katika tasnia ya kemikali, molybdenum hutumiwa kwa njia ya gaskets na bolts kwa ajili ya ukarabati wa moto (kujaza) kwa vyombo vya kioo vilivyo na tiles vinavyotumiwa wakati wa kufanya kazi na asidi ya sulfuriki na. mazingira ya tindikali, ambayo mageuzi ya hidrojeni hutokea. Katika bidhaa zinazofanya kazi katika asidi ya sulfuriki, thermocouples na valves za molybdenum pia hutumiwa, na aloi za molybdenum hutumika kama bitana za reactor katika mitambo iliyoundwa kwa ajili ya uzalishaji wa kloridi ya n-butyl kwa athari zinazohusisha hidrokloriki na asidi ya sulfuriki kwenye joto la zaidi ya 170 C. Miongoni mwa Maombi mbalimbali ambayo molybdenum hutumiwa pia ni pamoja na michakato ya hidroklorini ya awamu ya kioevu, uzalishaji wa zirconium na thorium ya ultra-pure.
Haipatikani katika umbo lake safi katika ukoko wa dunia. Inapatikana kutoka kwa mkusanyiko wa madini. Kutoka mwaka hadi mwaka chuma cha zirconium inazidi kutumika katika viwanda mbalimbali - madini, nishati, nishati ya nyuklia, dawa, sekta ya kujitia, na katika maisha ya kila siku.
Maelezo na mali ya zirconium
Kwa asili, chuma hiki kinasambazwa kwa namna ya misombo ya asili ya kemikali - oksidi au chumvi, ambayo zaidi ya arobaini hujulikana. Mnamo 1789, mwanakemia wa Ujerumani Klaproth alitenga oksidi ya zirconium kutoka kwa jiwe la hyacinth, aina ya thamani ya zircon. Kwa muda mrefu, wanasayansi hawakuweza kupata chuma safi, na tu katika miaka ya 20 ya karne ya 20 majaribio yalikuwa na mafanikio.
Zirconium ya chuma ilitolewa na njia ya "kujenga", ambayo iliwekwa kwa fomu safi kwenye filament ya moto ya tungsten. Bei ya chuma ya zirconium, iliyopatikana kwa njia hii iligeuka kuwa ya juu kabisa. Njia ya bei nafuu ya viwanda ilitengenezwa - njia ya Kroll, ambayo dioksidi ya zirconium ni klorini kwanza na kisha kupunguzwa na chuma cha magnesiamu.
Sifongo ya zirconium inayotokana inayeyuka kwenye viboko na kutumwa kwa watumiaji. Mbali na njia ya kloridi, kuna njia nyingine kuu za viwanda za kuchimba zirconium - alkali na fluoride. Ikawa hivyo mali ya zirconium ya chuma ina kuvutia sana. Vipi mwakilishi wa kawaida ya kundi lake la metali, ina shughuli nyingi za kemikali, lakini haijidhihirisha kwa fomu wazi.
Nje, zirconium ya chuma ya kompakt ni sawa na chuma. Chini ya hali ya kawaida, ina ubora muhimu sana - haina kutu. Mbali na hili, inasindika kikamilifu njia tofauti- rolling, forging. Sivyo inayoonekana kwa macho filamu ya oksidi juu ya uso inailinda kwa uaminifu kutoka kwa gesi za anga na mvuke wa maji. Tu wakati joto linapoongezeka hadi 300 ° ambapo filamu hii inaanguka hatua kwa hatua, na saa 700 ° chuma ni oxidized kabisa.
Inapofunuliwa na maji, zirconium haitoi oksidi, kama metali nyingi, lakini inafunikwa na filamu isiyo na maji ambayo inailinda kutokana na kutu. Compact picha ya chuma ya zirconium Inajulikana na upinzani wa juu wa joto, upinzani wa amonia, asidi, alkali, na inashikilia mionzi vizuri. Shavings ya zirconium na poda hufanya tofauti kabisa katika hewa. Dutu hizi, hata kwenye joto la kawaida, zinaweza kuwaka kwa urahisi na mara nyingi hupuka.
Zirconium hutengeneza na metali nyingi. Kuiongeza kwa kiasi kidogo kwa kiasi kikubwa inaboresha sifa zao - huongeza nguvu na upinzani wa kutu. Wakati huo huo, nyongeza za metali zingine kwa zirconium huzidisha tu mali yake na kwa hivyo hutumiwa mara chache sana.
Amana za zirconium na madini
Amana za madini ya Zirconium hutawanywa ndani maeneo mbalimbali sayari. Inapatikana kwa namna ya oksidi za amofasi, chumvi, na fuwele kubwa moja, wakati mwingine uzito wa kilo moja. Hifadhi tajiri za madini ziko Australia, Marekani Kaskazini, Afrika Magharibi, India, Afrika Kusini, Brazili. Huko Urusi, akiba kubwa ya malighafi ya zirconium imejilimbikizia Urals na Siberia.
Matumizi muhimu zaidi ya viwanda ni zikoni, silicate ya zirconium, dioksidi ya zirconium, na baddeleyite. Madini ya zirconium ya kawaida kwenye sayari ni zircon. Imejulikana kwa wanadamu tangu nyakati za zamani. Katika Enzi za Kati, vito mara nyingi vilitengeneza vito kutoka kwa "almasi zisizo kamili," kama zirkoni ziliitwa siku hizo. Baada ya kukata, walikuwa na mawingu zaidi, waliangaza na shimmered tofauti na almasi ya asili.
Kuna zirconi hatari za mionzi, kuvaa kwa kujitia ambayo ina athari mbaya sana kwa afya. Mawe madogo, yenye rangi nyembamba na ya uwazi huchukuliwa kuwa salama zaidi. Zircons huja kwa rangi tofauti. Kwa hiyo, hyacinth inaweza kuwa asali-njano, nyekundu, nyekundu, nyota ya nyota inaweza kuwa bluu ya anga.
Zirconi kubwa, zenye rangi nyingi, hasa kijani na opaque, zinaweza kusababisha kuongezeka kwa kiwango mionzi. Mawe hayo ni marufuku kuhifadhiwa nyumbani kwa makusanyo, kufunuliwa, au kusafirishwa kwa kiasi kikubwa. Licha ya ukweli kwamba zirconium inachukua nafasi ya 12 kwa suala la wingi wa asili kati ya metali, kwa muda mrefu ilikuwa maarufu kidogo ikilinganishwa na hata nadra za mionzi. Hii inafafanuliwa na ukweli kwamba amana zake zimetawanyika sana na hakuna amana kubwa.
Mara nyingi katika ore, zirconium iko karibu na hafnium, ambayo ni sawa na mali. Kwa kibinafsi, kila moja ya metali hizi ina sifa za kuvutia, lakini uwepo wao pamoja huwafanya kuwa haifai kwa matumizi. Ili kuwatenganisha, utakaso wa hatua nyingi hutumiwa, ambayo huongeza kwa kiasi kikubwa gharama ya kuzalisha zirconium ya ductile.
Maombi ya zirconium
Shukrani kwa vile sifa muhimu Kutokana na upinzani wake kwa kutu, alkali, na asidi, zirconium hutumiwa sana katika viwanda mbalimbali. Kwa hivyo, katika madini hutumiwa kutengeneza aloi za chuma na kuboresha ubora wa aloi. Katika fomu ya poda, hutumiwa katika pyrotechnics na uzalishaji wa risasi - mabomu ya mbali, risasi za tracer, flares.
Robo ya mkusanyiko wa zirconium unaosababishwa hutumiwa katika uzalishaji wa glazes, kauri za kaya na umeme. Zirconium iliyosafishwa kutoka kwa hafnium katika mfumo wa aloi hutumiwa katika vinu vya nyuklia kama nyenzo ya kimuundo. Chuma hiki kinatumika sana katika dawa na maisha ya kila siku. Sahani nyembamba ya zirconium huzuia mionzi katika idara ya X-ray zaidi ya aproni za risasi.
Mali ya uponyaji ya chuma ya zirconium
Kutibu fractures ya mfupa, kliniki za traumatology hutumia implants zilizofanywa kwa aloi za zirconium. Ikilinganishwa na titani na chuma cha pua, zina faida kubwa: utangamano wa kibaolojia (no mmenyuko wa mzio na kukataliwa), upinzani wa juu wa kutu, nguvu, ductility, wepesi.
KATIKA upasuaji wa maxillofacial tumia ala za zirconium na vipandikizi, kama vile kikuu, sahani, visima, skrubu, meno bandia, vibano vya hemostatic, nyuzi za suture. Zirconium na aloi zake hazisababishi hasira wakati zinakabiliwa na mifupa na tishu.
Zirconium chuma katika kujitia ina athari ya manufaa kwenye hali ya jumla mwili wa binadamu. Imeanzishwa kuwa kuvaa zirconium baada ya kutoboa sikio kunakuza uponyaji wa haraka wa jeraha na kamwe husababisha kuoza.
Wakati huvaliwa mara kwa mara bidhaa za zirconium kuwa na athari chanya kwa afya. Matokeo mazuri hupatikana kwa kuvaa mikanda ya zirconium kwa magonjwa ya ngozi kama vile eczema kwa watoto na watu wazima, ugonjwa wa ngozi na psoriasis. Kuna uboreshaji mkubwa katika hali ya wagonjwa wenye matatizo katika mfumo wa musculoskeletal.
Bei ya Zirconium
Metal inauzwa kwa kilo. Imetolewa kwa namna ya bomba, fimbo, strip, waya, karatasi, nk Gharama inategemea mtengenezaji na brand ya bidhaa.
Ukurasa wa 1
Uzalishaji wa zirconium na aloi zake zilizo na boroni zinahitaji udhibiti wa makini. Kwa kuwa mbinu za kemikali za kuamua boroni katika zirconium ya metali na aloi zake hazijaelezewa katika maandiko, madhumuni ya kazi hii ilikuwa kuendeleza njia rahisi ya kemikali ya kuamua maudhui ya boroni katika zirconium ya metali na aloi zake, hasa katika aloi zilizo na maudhui madogo ya niobium.
Katika uzalishaji wa zirconium, njia ya iodidi, tofauti na uzalishaji wa titani, ina umuhimu wa viwanda.
Imejumuishwa katika uzalishaji wa zirconium na vichocheo vya usanisi wa kikaboni.
Hafnium huzalishwa tu kama zao la uzalishaji wa zirconium ya kiwango cha reactor. Matumizi yake kuu ni utengenezaji wa vijiti vya kudhibiti katika vinu vya nyuklia. Jumla ya matumizi kwa sasa hayazidi 75% ya uzalishaji. Hata hivyo, utafiti katika maeneo mapya ya maombi: utengenezaji wa aloi za joto la juu, filaments, getters, poda kwa taa za flash, detonatorer - inaweza kuongeza kwa kiasi kikubwa mahitaji ya chuma. Kutenganisha hafnium kutoka zirconium ni mchakato wa gharama kubwa, na gharama za kutenganisha kawaida hugawanywa sawa kati ya gharama ya metali zote mbili.
Hakuna mlinganisho kamili katika mali ya bidhaa za teknolojia ya plasma-fluoride na uchimbaji-fluoride kwa ajili ya uzalishaji wa zirconium, kwani katika teknolojia ya uchimbaji-fluoride zirconium na hafnium hutenganishwa katika hatua ya hydrochemical kwa kutumia uchimbaji. Katika kesi ya kutumia teknolojia ya plasma-fluoride kwa usindikaji zircon wakati wa utakaso wa usablimishaji wa zirconium kutoka kwa uchafu ulioonyeshwa kwenye jedwali. 3.4, hafnium kwa ujumla hufuata zirconium.
Njia ya kutenganisha zirconium na hafnium kwa electrolysis ya melts ni ya riba kwa ajili ya uzalishaji wa zirconium, kwani wakati huo huo na uzalishaji wa zirconium ya metali, hutakaswa kutoka kwa hafnium.
Malighafi kwa ajili ya uzalishaji wa hafnium ni zirconium huzingatia au bidhaa na wa kati wa uzalishaji wa zirconium.
Shida hizi zote zinahitaji utakaso wa uangalifu wa vitendanishi vinavyotumika katika utengenezaji wa zirconium na hafnium, haswa kutoka kwa oksijeni, maji na nitrojeni, na kupunguza uchaguzi wa njia zinazoweza kutumika kupata metali hizi.
Metali ya Hafnium inaweza kupatikana kwa njia sawa zinazotumiwa katika uzalishaji wa zirconium. Tetrakloridi ya hafnium husafishwa kwa kunereka chini ya hidrojeni na kisha kupunguzwa kwa magnesiamu. Utakaso wa sifongo cha hafnium kutoka kwa kloridi ya magnesiamu hufanyika katika mitambo ya kusafisha sifongo ya zirconium, kwani wakati wa operesheni hii hakuna hatari kubwa ya uchafuzi wa hafnium na zirconium au kinyume chake. Hafnium ya sponji inayeyushwa kwenye arc na kumwaga ndani ya ukungu wa shaba.
Hafnium ya metali hupatikana kwa njia zile zile zinazotumika katika utayarishaji wa zirconium: mbinu ya Kroll, mbinu ya Kroll iliyorekebishwa kwa kutumia sodiamu kama wakala wa kupunguza, na njia ya de Boer, au mchakato wa iodidi.
Mchakato wa iodidi katika kutengeneza hafnium laini na inayoweza kunyumbulika ni sawa na ule unaotumika katika utengenezaji wa zirconium, kwa hivyo vifaa vinavyotumiwa kupata iodidi hafnium ni takriban sawa na kwa utengenezaji wa zirconium. Kulingana na data, halijoto ya utuaji wa hafnium kutoka tetraiodide ni 1600 C, na zirconium ni 1400 C.
Utafiti wa kina wa mchakato wa Kroll jinsi unavyotumika kwa titani unaweza kufanya uwezekano wa kufanya mabadiliko fulani mpango wa kiteknolojia uzalishaji wa zirconium; hasa, hii inahusu kurahisisha vifaa, kupunguza idadi ya shughuli na kuongeza ukubwa wa vitengo.
Ili kupata niobium safi na poda ya tantalum, ni bora kupunguza kloridi ya gesi na magnesiamu ya kioevu kwa njia sawa na inafanywa katika uzalishaji wa zirconium.
Inapakia...